Kimi no Suizou wo Tabetai Kisahnya ini mengikuti seorang siswa SMA introvert, Haruki Shiga yang secara tidak sengaja menemukan sebuah buku harian milik Sakura Yamauchi, gadis ceria dan populer di sekolahnya. Dari buku itu, ia mengetahui bahwa Sakura mengidap penyakit pankreas yang serius dan hanya memiliki waktu yang tersisa untuk hidup.
Berbeda dengan reaksi kebanyakan orang, sang protagonis tidak merasa kasihan atau bersikap berlebihan terhadap Sakura. Hal ini justru membuat Sakura tertarik padanya, dan ia memutuskan untuk menghabiskan waktu bersama Haruki, yang awalnya enggan tetapi perlahan mulai membuka diri.
Mereka menjalani berbagai momen bersama—dari jalan-jalan, makan es krim, hingga melakukan perjalanan singkat. Sakura mengajarkan sang protagonis untuk menikmati hidup dan menghargai setiap momen, sementara dia sendiri tetap menyembunyikan kesedihannya di balik senyuman.